takaisinkytkentä

Takaisinkytkentä on järjestelmä, jossa osa ulostulon signaalista palautetaan takaisin sisääntuloon vaikuttaen seuraavaan tulosignaaliin. Sitä käytetään laajasti elektroniikassa, signaalinkäsittelyssä ja automaatiossa sekä hallitsemaan vahvistusta ja parantamaan lineaarisuutta.

Elektroniikassa takaisinkytkentä toteutetaan siten, että osa ulostulosta syötetään takaisin esimerkiksi summansijaan. Negatiivinen takaisinkytkentä pienentää avaustekijään nähden vahvistusta, laajentaa kaistanleveyttä ja parantaa lineaarisuutta sekä vähentää komponenttien toleranssien aiheuttamaa vaihtelua. Suljetun silmukan vahvistus voidaan likimääräisesti laskea A/(1+Aβ), jossa A on avaustekijä ja β takaisinkytkentäkerroin.

Verrattuna siihen, positiivinen takaisinkytkentä vahvistaa signaalia ja voi johtaa oskillointiin tai bistabiiliin tilaan, jos silmukan kokonaisvahvistus ylittää kriittisen rajan. Sijoittelutopologioita ovat muun muassa jännite- ja virta-takaisinkytkentä sekä sarja- ja risti-silmukat.

Kontrolliteoriassa takaisinkytketyt järjestelmät ovat closed-loop-järjestelmiä. Stabiliteetin tarkastelua varten käytetään yleisesti Nyquist- tai Bode-analyysiä, jotka kartoittavat silmukkatursmaa sekä vaihe- ja voimamarginaaleja.

Sovelluksia on muun muassa vahvistinsiruissa ja -laitteissa, regulaattoreissa, audio- ja videojärjestelmissä sekä automaatiomaisissa ohjausjärjestelmissä, joissa takaisinkytkentä parantaa suorituskykyä ja vakaata toimintaa.

Suunnittelussa on huomioitava kohina, viiveet, offset- ja lämpötilavaikutukset, jotka voivat vaikuttaa silmukkaan. Liiallinen takaisinkytkentä tai riittämätön marginaali voi aiheuttaa epätoivottua käyttäytymistä tai oskillointia.